H型翅片式省煤器在410t/h鍋爐上的應(yīng)用

摘 要：文章主要論述了某電廠#4鍋爐將原光管式順列布置省煤器改造為H型翅片式錯(cuò)列布置省煤器的改造原因及改造后效果。通過文章的分析，希望可以對相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：省煤器；改造；原因；效果

引言

電站鍋爐普遍采用的是光管省煤器。近年來受煤種限制，電廠燃料發(fā)熱量降低、灰份偏高，再加上光管省煤器結(jié)構(gòu)缺陷，在運(yùn)行中普遍存在排煙溫度偏高、堵灰積灰嚴(yán)重，致使省煤器磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。經(jīng)鍋爐實(shí)際運(yùn)行證明，采用H型翅片式省煤器是解決上述問題的最佳途徑之一。

1 設(shè)備概況

某電廠WGZ410/9.8-18型鍋爐省煤器安裝在尾部豎井中，分兩級(jí)布置。兩級(jí)間進(jìn)行一次前后交叉，工質(zhì)自下而上流動(dòng)。一二級(jí)省煤器在煙道寬度上分成左、右對稱兩部分，給水自左右兩側(cè)引入一級(jí)省煤器進(jìn)口集箱，經(jīng)4組（每組33排，橫向節(jié)距140mm）Ф32×4mm蛇形管逆流向上，分別引入四只下級(jí)省煤器出口集箱，再由8根Ф108×8mm的管子從爐外交叉引入上級(jí)省煤器的左、右兩只進(jìn)口集箱，經(jīng)四組錯(cuò)列布置（每組79排，橫向節(jié)距150mm）的Ф32×4mm蛇形管逆流，分別引入二級(jí)省煤器出口集箱，最后經(jīng)兩根Ф219×16mm的管子引到汽包。為減輕飛灰磨損和煙氣側(cè)阻力，額定負(fù)荷時(shí)省煤器處煙速≯7.0m/s，并在各級(jí)省煤器煙氣進(jìn)出口處的四排省煤器管及各排管子彎頭處裝有防磨裝置。

2 改造原因

2.1 入爐燃煤灰分遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致飛灰濃度增大、煙氣量增加、煙氣流速提高，使省煤器穿墻管的迎流面下第一、二、三、四根管均形成較大磨損。二級(jí)省煤器磨損泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重危及鍋爐的安全運(yùn)行。

2.2 因磨損導(dǎo)致省煤器爆管泄漏對個(gè)別管排進(jìn)行封堵，使省煤器受熱面積減少，導(dǎo)致排煙溫度高于設(shè)計(jì)值約30℃。

2.3 配合脫硝改造工程優(yōu)化二級(jí)省煤器，并二級(jí)省煤器抬高約1m，在二級(jí)省煤器下方布置一層SCR脫硝裝置。

3 H型省煤器技術(shù)特點(diǎn)

3.1 良好的防磨性能

磨損主要是灰粒對管子的沖擊和切削作用，在管子周圍與水平線成30°部位磨損最厲害，S1/d=S2/d=z時(shí)，此處磨損量為平均值的3倍；錯(cuò)列布置由于氣流方向改變，第二排磨損最厲害，S1/d=S2/d=z時(shí)第二排是第一排磨損量的2倍，以后各排磨損量比第一排一般高30%-40%；順列布置第一排與錯(cuò)列布置第一排相同，以后各排由于氣流沖擊不到管子磨損較輕。在其他條件相同情況下，順列管束的最大磨損量比錯(cuò)列管束少3-4倍；管子磨損速度與煙氣速度不均系數(shù)KV4.33成正比，與飛灰濃度不均系數(shù)Ku成正比。

3.2 減少積灰

H型翅片具有良好不積灰的翅片間距，積灰形成發(fā)生在管子背向面和迎風(fēng)面。管子錯(cuò)列布置容易沖刷管子，背面積灰較少。對于順列布置管子，由于氣流不容易沖刷管子背面，就管子而言順列布置積灰比錯(cuò)列多。由于翅片焊在管子不易積灰的兩側(cè)，而氣流筆直地流動(dòng)，氣流方向不改變，翅片不易積灰；H型翅片中間留有4-10mm間隙，可引導(dǎo)氣流吹掃管子翅片積灰?？v向翅片管由于翅片焊在積灰迎風(fēng)面和背面，由于氣流沿翅片流動(dòng)，氣流到管子處改變方向形成漩渦。部分區(qū)域易形成積灰。H型翅片由于兩邊形成筆直通道，可取得最好的吹灰效果。

3.3 降低排煙溫度

H型翅片管省煤器的擴(kuò)展受熱面可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，在有效的鍋爐空間可以設(shè)計(jì)更多的受熱面，進(jìn)而更大幅的降低排煙溫度；或者在一定的排煙溫降的前提下，將省煤器設(shè)計(jì)更緊湊。

4 改造方案

省煤器更換為雙H型省煤器，原二級(jí)省煤器拆除，新雙H型省煤器分為左右2組順列布置，每組44排，橫向節(jié)距136mm、縱向節(jié)距120mm，基管規(guī)格Ф42×4.5mm、管材20G。二級(jí)省煤器第一排為光管，其余管排為雙H型，H型翅片齒高21mm、齒距18mm、齒厚2mm。防磨措施為第一排光管加防磨瓦，彎頭加密封盒隔離、布置在墻外。省煤器出口聯(lián)箱規(guī)格Ф219×22mm，一級(jí)省煤器與二級(jí)省煤器交叉聯(lián)絡(luò)管規(guī)格Ф108×8mm。

5 改造技術(shù)要求

5.1 省煤器由光管式省煤器整體更換為H翅片省煤器，改造后需保證二級(jí)省煤器出口煙溫度低于400℃，并確保省煤器出口工質(zhì)溫度不會(huì)對鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生任何不利的影響。

5.2 省煤器在運(yùn)行中不振動(dòng)，省煤器設(shè)計(jì)需考慮防磨問題，并采取有效措施，解決靠爐墻處局部磨損問題，支吊形式與原設(shè)計(jì)保持一致。

5.3 管材采用全新無縫鋼管，基材為φ42×4.5，材質(zhì)為GB5310 20G。

5.4 彎頭和直管對接焊口采用全氬弧焊，100%無損探傷。

5.5 省煤器管排制作完后100%通球檢驗(yàn)，通球直徑為管子內(nèi)徑的85%。

5.6 省煤器管排制作完后按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行常規(guī)超水壓試驗(yàn)。

5.7 省煤器管材100%渦流探傷合格，焊縫進(jìn)行100%射線探傷，所有管材和焊縫全部檢驗(yàn)合格。

5.8 省煤器防磨板使用壽命大于50000小時(shí)。

5.9 現(xiàn)場焊口進(jìn)行100%無損探傷，水壓試驗(yàn)無變形和滲漏。

5.10 乙方需對原有二級(jí)省煤器支撐空心梁進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、制作。

5.11 改造后省煤器系統(tǒng)阻力增加小于100Pa。

5.12 省煤器的改造設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)能夠同時(shí)滿足鍋爐MCR工況及108%MCR的兩種工況，且確保省煤器介質(zhì)出口溫度不發(fā)生沸騰。

6 改造后效果

改造投運(yùn)后，取得了較好的效果，鍋爐效率、排煙溫度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，磨損情況明顯改善。改造前排煙溫度平均值185℃，改造后排煙溫度平均值155℃。改造后，平均煙速從10.2m/s降至8.2m/s，管子磨損速率明顯下降。改善了尾部受熱面煙溫的分布，二級(jí)省煤器出口給水溫度升至295℃，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語

（1）改造方案可行，運(yùn)行性能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期值，省煤器的磨損減輕。（2）選用H型翅片省煤器擴(kuò)展了換熱面積，排煙溫度降低明顯。（3）在相同受熱面的條件下，省煤器在煙道內(nèi)的體積大大減少，擴(kuò)大了檢修空間。綜上所述，#4鍋爐省煤器改造后主要運(yùn)行參數(shù)均滿足改造技術(shù)協(xié)議要求，且未引起其他受熱面超溫等異常情況，達(dá)到了改造前預(yù)定的目的。

作者簡介：劉志敏（1984-），男，內(nèi)蒙古包頭人，助理工程師，從事火電廠鍋爐節(jié)能與運(yùn)行管理工作。